(海軍潛艇學(xué)院，山東 青島 266199)

閥門是管路系統(tǒng)的重要控制部件，具有截斷、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。閥門狀態(tài)是管路系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)。一旦管路閥門發(fā)生泄漏，將會對設(shè)備及系統(tǒng)的正常運行和指示帶來巨大危害，尤其是一些關(guān)鍵管路閥門(如蒸汽管路、核反應(yīng)堆管路、液壓管路、高壓氣管路等)。例如美國三里島核事故的發(fā)生，其中一個很重要的原因就是穩(wěn)壓器的釋放閥內(nèi)漏造成的；2015年10月美國康涅狄格州一座核電站發(fā)生一起低級別的緊急事件，也是由關(guān)閉冷卻系統(tǒng)上的安全閥泄漏引起的。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，閥門內(nèi)漏的聲發(fā)射檢測技術(shù)逐漸成為熱點，目前在核電站、火力發(fā)電、石油化工、天然氣管路等行業(yè)或場合得到應(yīng)用，取得了良好的效果。據(jù)國外報道，核電站主要回路都配備了泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)24小時連續(xù)對系統(tǒng)泄漏情況進(jìn)行監(jiān)視。然而目前對于高溫、帶有輻射或者不易接觸閥門的內(nèi)漏尤其是微小內(nèi)漏還缺乏十分有效的檢測手段。

本研究主要對當(dāng)前閥門內(nèi)漏聲發(fā)射檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，分析目前存在的主要問題，并對閥門內(nèi)漏檢測的研究和發(fā)展方向進(jìn)行展望，這對實現(xiàn)閥門工作和運行狀態(tài)的遠(yuǎn)程、實時和無損監(jiān)測以及維修決策具有重要參考價值。

1 聲發(fā)射檢測技術(shù)

聲發(fā)射(acoustic emission，AE)是指材料中局域源能量快速釋放而產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波的現(xiàn)象[1]。材料在應(yīng)力作用下的變形和斷裂是主要聲發(fā)射源。而與斷裂機(jī)制無直接關(guān)系的彈性波源(如流體泄漏、摩擦、撞擊、燃燒等)為二次聲發(fā)射源。閥門泄漏聲發(fā)射信號屬于二次聲發(fā)射源，具有以下特點： ①閥門聲發(fā)射信號是由閥門泄漏時，管道內(nèi)輸送的介質(zhì)(氣、液、蒸汽等)在閥門泄漏處噴射，介質(zhì)撞擊管壁激發(fā)的彈性波，是一種連續(xù)型聲發(fā)射信號；②泄漏聲發(fā)射信號與介質(zhì)種類、閥門類型、泄漏孔徑的大小形狀、閥門兩側(cè)的壓差及泄漏量等因素有關(guān)，屬于一種非平穩(wěn)隨機(jī)信號[2]。

聲發(fā)射(AE)檢測方法就是通過對閥門泄漏所發(fā)出的聲發(fā)射信號的采集、記錄和處理，進(jìn)而判斷閥門的泄漏狀態(tài)或用于量化評價閥門的泄漏量(率)，如圖1所示。當(dāng)流體從閥門密封處漏出時，泄漏的閥門會產(chǎn)生噪聲。聲發(fā)射傳感器固定在閥門上接收“聲源”信號，信號經(jīng)過前置放大、濾波、分析處理和顯示后，推斷閥門的泄漏狀態(tài)和估算泄漏率。測量點的選取對閥門泄漏聲檢測的效果影響很大，推薦的測量點如圖2所示，同時傳感器的固定、傳感器的耦合程度和閥門背壓等因素也會影響聲發(fā)射信號的檢測。

圖1 閥門內(nèi)漏聲發(fā)射檢測原理框圖Fig. 1 Principle block diagram of acoustic emission detection for valve internal leakage

聲發(fā)射檢測方法具有在線、快速、動態(tài)、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)(特別是針對一些高溫、輻射、偏遠(yuǎn)部位的管路閥門)等優(yōu)點，并且不會破壞閥門的完整性。但閥門內(nèi)漏的聲發(fā)射信號易受到艦船背景噪聲的干擾，因此背景噪聲的抑制或消除、信號的處理和泄漏特征的識別一直是技術(shù)難點，對檢測設(shè)備的精度和效度提出了很高的要求。

2 閥門內(nèi)漏聲發(fā)射檢測的研究現(xiàn)狀

閥門內(nèi)漏檢測方面，國內(nèi)外學(xué)者從上世紀(jì)60年代起就開展了相關(guān)研究，目前部分研究成果已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。從理論研究、實驗研究、信號處理與分析、工業(yè)產(chǎn)品等方面對閥門內(nèi)漏聲發(fā)射檢測的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

圖2 閥門內(nèi)漏聲發(fā)射檢測的推薦測量點Fig. 2 Recommended measurement points for acoustic emission detection of valves leakage

圖3 聲發(fā)射估計閥泄漏率的方法步驟Fig. 3 Methods and steps for estimating valve leakage rate by acoustic emission

2.1 理論研究方面

國內(nèi)，張穎[3]根據(jù)Lighthill氣動力聲方程，推導(dǎo)了閥門內(nèi)漏噪聲聲場控制方程，分析了氣體介質(zhì)閥門內(nèi)漏過程，將閥門氣體內(nèi)漏噴流噪聲源近似于四極子聲源，得到氣體閥門內(nèi)漏速度分布函數(shù)以及與噪聲強(qiáng)度的關(guān)系。楊晶等[4]利用射流理論，將閥門密封面未關(guān)嚴(yán)內(nèi)漏按平面射流考慮，將閥門裂紋漏孔內(nèi)漏作為軸對稱射流處理，并分析了閥門在這兩種泄漏模式下的射流能量。高倩霞等[5]利用廣義二乘法得到閥門泄漏率與聲發(fā)射均方根值A(chǔ)ERMS之間的回歸方程，并進(jìn)行試驗驗證，結(jié)果表明聲發(fā)射技術(shù)可用于閥門泄漏率的測定。王瓊等[6]通過公式推導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)氣管路閥門泄漏率對數(shù)與聲發(fā)射信號平均信號電平(average signal level，ASL)存在線性關(guān)系，并通過試驗擬合了閥門泄漏率的計算公式。

國外，Kaewwaewnoi等[7]對聲發(fā)射信號特征參數(shù)與泄漏率之間的關(guān)系進(jìn)行了一定研究，找出了流體參數(shù)及泄漏率與聲發(fā)射均方根值A(chǔ)ERMS之間的關(guān)系式(式(1))，并設(shè)計了閥門內(nèi)漏聲發(fā)射檢測系統(tǒng)，給出的閥泄漏率的聲發(fā)射估計方法如圖3所示。

(1)

式中：C1表示AE傳感器、閥門材料、信號增益等影響的流體參數(shù)；AE是指測量的聲發(fā)射信號，RMS(root mean square，有效值電平)表示信號的均方根，見公式2；α是流體內(nèi)的聲速；ρ是指流體密度；D是指閥門尺寸；Q表示體積流速；ΔP是指通過閥門的壓降，P1表示進(jìn)口壓力，Cv是指閥門的流動系數(shù)，S表示流體的特定粘度。

(2)

式中：T為采樣時間，對于泄漏檢測，一般T值為0.5～5 s；V(t)為與時間有關(guān)的電壓值，V。

由于偶極子和四極子聲源是射流紊流場的主要噪聲場，Mland等[8]將偶極子聲源引入公式(1)，得到閥門的泄漏聲發(fā)射均方根值A(chǔ)ERMS的計算公式為：

(3)

2.2 數(shù)值模擬方面

數(shù)值模擬方面，通用的方法主要是采用CFD軟件進(jìn)行閥門泄漏的流場分析，之后將流場數(shù)據(jù)導(dǎo)入聲學(xué)分析軟件或MATLAB軟件進(jìn)行聲學(xué)分析和結(jié)果的可視化，具體流程如圖4所示。

圖4 閥門噪聲數(shù)值仿真流程圖Fig. 4 Flow chart of numerical simulation of valve noise

張穎等[9]根據(jù)閥門氣體內(nèi)漏噴流發(fā)聲原理，建立考慮噴流速度影響的Lighthill氣動力聲方程，建立了閥門氣體內(nèi)漏噴流聲場模型。利用N-S方程和k-ε湍流模型對閥門內(nèi)漏的流場進(jìn)行二維數(shù)值模擬，后利用MATLAB對閥門的氣體內(nèi)漏聲場進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了閘閥、球閥和針閥的氣體內(nèi)漏噴流聲場特征。方超等[10]利用CFD軟件對閥門的瞬態(tài)流場進(jìn)行三維數(shù)值計算，輸出流場特性結(jié)構(gòu)后，將噪聲的源項導(dǎo)入聲學(xué)計算軟件LMS Virtual. Lab Acoustic計算閥門噪聲。研究表明該方法可應(yīng)用于閥門的噪聲預(yù)報，并且可以考慮流態(tài)、閥門幾何尺寸等細(xì)節(jié)。劉翠偉等[11]利用Fluent軟件對氣管路球閥進(jìn)行三維瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)模擬，得到閥門的流場時域信號，處理模塊的FW-H模型將時域脈動壓力轉(zhuǎn)換為頻域，得到閥門的聲場特性。該方法對分析氣管路閥門流噪聲規(guī)律以及對閥門泄漏的聲學(xué)檢測具有指導(dǎo)意義。陳修高等[12]利用流聲耦合的方法對氣管路上球閥內(nèi)漏的流場和聲場進(jìn)行數(shù)值模擬，對閥門內(nèi)漏泄漏率的定量檢測進(jìn)行研究。

2.3 實驗研究方面

實驗方面主要是在實驗室搭建氣、液或蒸汽管路閥門泄漏模擬系統(tǒng)和聲發(fā)射信號檢測裝置，通過采集閥門泄漏的聲發(fā)射信號，提取泄漏信號特征參數(shù)來判斷閥門的泄漏狀態(tài)或估算閥門的泄漏率。

張彥敏等[13]開展了蒸汽管道閥門的聲發(fā)射監(jiān)測實驗，對蒸汽閥門的內(nèi)漏和開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行聲發(fā)射監(jiān)測，結(jié)果表明聲發(fā)射技術(shù)可用于蒸汽閥門泄漏和閥門狀態(tài)的判定。Najiha等[14]搭建了控制閥閥座泄漏的聲發(fā)射檢測臺架進(jìn)行，使用MATLAB分析了閥門泄漏率與聲發(fā)射信號峰值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差的關(guān)系，研究結(jié)果表明聲發(fā)射技術(shù)可用于閥座泄漏的早期檢測。

Lee等[15]利用AE技術(shù)對止回閥的內(nèi)漏進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)止回閥泄漏的AE信號頻譜特征不僅與泄漏率有關(guān)，還與閥泄漏的類型有關(guān)。高倩霞等[16]開展了閥門內(nèi)漏故障聲發(fā)射檢測的相關(guān)實驗，并利用最小二乘法對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到了閥門內(nèi)漏聲發(fā)射信號的特征參數(shù)隨不同工況的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明振鈴計數(shù)、能量及均方根值可以很好地反映閥門泄漏故障狀態(tài)。韓明等[17]利用聲發(fā)射技術(shù)搭建了閥門泄漏檢測實驗平臺，并對聲發(fā)射信號進(jìn)行時頻和頻譜分析，結(jié)果顯示泄漏率與聲發(fā)射信號的能量和功率譜面積均呈近似線性關(guān)系。鄒兵等[18]建立了氣體截止閥和閘閥內(nèi)漏的聲發(fā)射檢測檢測平臺，研究了閥門內(nèi)漏聲發(fā)射信號的頻率分布規(guī)律，并指出閥門泄漏率與信號振幅和平均信號電平均呈指數(shù)分布，與能量和均方根AERMS呈對數(shù)分布，并擬合了泄漏率與AERMS的函數(shù)關(guān)系式。

Prateepasen等[19]將聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于氣體閥門的內(nèi)漏檢測，設(shè)計了一種可以預(yù)測閥門泄漏率的新型低成本聲發(fā)射檢測儀，實驗結(jié)果表明，該儀器能夠?qū)崿F(xiàn)閥門泄漏的在線檢測。胡新等[20-21]開發(fā)了基于聲發(fā)射技術(shù)的閥門內(nèi)漏在線檢測系統(tǒng)，試驗結(jié)果表明，該在線檢測系統(tǒng)能夠用于閥門泄漏率的定量計算和分級報警。葉子等[22]將全光纖超聲傳感系統(tǒng)應(yīng)用于閥門內(nèi)漏的聲學(xué)檢測，并論證了實用性和可行性。Colm等[23]設(shè)計了一種基于聲發(fā)射技術(shù)的自供電、無線式閥門泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，并在工業(yè)環(huán)境下進(jìn)行了試驗測試。

2.4 信號處理與分析方面

聲發(fā)射信號的處理和分析是閥門泄漏聲發(fā)射檢測必不可少的環(huán)節(jié)。目前聲發(fā)射信號的處理和分析技術(shù)主要有參數(shù)分析法和波形分析法，在此基礎(chǔ)上，逐步應(yīng)用了小波變換、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模式識別等現(xiàn)代信號處理技術(shù)。

參數(shù)分析方法，又稱簡化波形特征參數(shù)法，主要建立在分析聲發(fā)射信號特征參數(shù)基礎(chǔ)上，是目前廣泛使用的經(jīng)典方法。該方法具有簡單直觀、分析速度快、實時性好等優(yōu)點，但存在容易丟失信號細(xì)節(jié)信息的缺點。

聲發(fā)射信號波形的特征參數(shù)主要包括波擊計數(shù)、振鈴計數(shù)、能量、幅度、持續(xù)時間和上升時間等[1]，如圖5所示。對于連續(xù)型聲發(fā)射信號，引入平均信號電平和有效值電壓兩個參數(shù)。這兩個參數(shù)是目前閥門泄漏判斷和閥門泄漏率估算的主要參數(shù)。

圖5 聲發(fā)射信號簡化波形參數(shù)的定義Fig. 5 Definition of simplified waveform parameters for acoustic emission signals

波形分析法是建立在聲發(fā)射信號的波形、頻譜等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的聲發(fā)射檢測方法，常用的方法有頻譜分析法、時頻分析法和模態(tài)分析法等。

頻譜分析用于獲得聲發(fā)射信號的頻特征，包括基于傅里葉變換的經(jīng)典譜分析和以非傅里葉分析為基礎(chǔ)的現(xiàn)代譜分析，現(xiàn)代譜分析又包括自回歸(auto regressive，AR)模型、滑動平均(moving average，MA)模型和自回歸滑動平均(auto regressive moving average，ARMA)模型[24]。頻譜分析可應(yīng)用于聲發(fā)射信號的預(yù)處理和信號特征分析。Meland等[25]利用頻譜分析的方法對水、氮氣和乙二醇介質(zhì)管路中的球閥內(nèi)漏信號進(jìn)行分析，結(jié)果表明AE信號的頻譜具有明顯的特征頻率，相比單一的AERMS，信息量更豐富。

時頻分析法能同時提取信號的時域和頻域特性，目前主要包括Winger-Ville分布、短時傅里葉變換和小波變換等方法。與其他方法相比，小波變換[26]同時在時域和頻域表征信號局部特征，得到的聲發(fā)射信息更豐富，因此目前在聲發(fā)射信號處理中應(yīng)用廣泛。李振林等[27]利用小波包對球閥內(nèi)漏的聲發(fā)射信號進(jìn)行分解和重構(gòu)，并提取了信號的特征參數(shù)(信息熵、均方根、頻域峰值)，結(jié)果表明這三個特征參數(shù)可用于閥門內(nèi)漏的量化檢測，其中均方根值效果最佳。劉治超等[28]采用不同小波閾值對采集的閥門內(nèi)漏聲發(fā)射信號進(jìn)行小波去噪重構(gòu)，結(jié)果表明改進(jìn)的小波閾值法可提高聲發(fā)射參數(shù)(均方根值，AERMS)的精度。張海峰[29]等利用小波包和信息熵相結(jié)合變方法對閥門內(nèi)漏的聲發(fā)射信號特征進(jìn)行分析，結(jié)果表明小波包熵值與閥門內(nèi)漏流量之間存在多項式函數(shù)對應(yīng)關(guān)系，可用于閥門內(nèi)漏流量的量化評價。林偉國等[30]采用小波包能量分率的方法對閥門泄漏聲波信號進(jìn)行特征提取，結(jié)果表明該方法可有效區(qū)分閥門內(nèi)漏、背景噪聲和外部干擾。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為模式識別的一種重要方法，在聲發(fā)射信號的模式識別和檢測定位中發(fā)揮了重要作用，但是反向傳輸(back propagation，BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要大量訓(xùn)練數(shù)據(jù)，限制了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實際應(yīng)用。近年來，新興的改進(jìn)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法[31-32]和深度置信網(wǎng)絡(luò)(deep belief network，DBN)模型[33]等方法為閥門聲發(fā)射信號的處理和泄漏率的預(yù)測提供了有益借鑒。

此外，一些新興的信號處理方法也逐漸應(yīng)用到聲發(fā)射信號的處理，例如：獨立分量分析(independent component analysis，IGA)和支持向量(support vetor machine，SVM)等。獨立分量分析是指從多個源信號的線性混合信號中分離出源信號的技術(shù)，又稱盲分離。獨立分量分析適合在復(fù)雜背景環(huán)境中提取源信號特征[34]。宗福興等[35]利用獨立分量分析方法提取了閥門泄漏聲發(fā)射信號的特征向量，實現(xiàn)了閥門內(nèi)漏的定量檢測，檢測結(jié)果與參數(shù)法和頻譜法相比精度更高。劉光曉等[36]利用IGA技術(shù)在實驗室條件下對泄漏聲波信號進(jìn)行濾波降噪，分離效果較好。支持向量是一種新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，比神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更強(qiáng)的泛化能力。 Ali等[37]利用支持向量(support vetor machine，SVM)模型對單級往復(fù)式空氣壓縮機(jī)氣閥故障的AE數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和分類，試驗結(jié)果顯示SVM模型可實現(xiàn)閥門故障的自動檢測，準(zhǔn)確性高達(dá)99.4%。于蕊等[38]利用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(empirical mode decomposition，EMD)、自回歸(AR)模型提取泄漏聲發(fā)射信號的特征向量，最后用支持向量法進(jìn)行分類識別，結(jié)果表明該方法比BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別率更高。

圖6 VPACTM II型手持式數(shù)字AE泄漏檢測儀Fig. 6 VPACTM II hand-held digital AE leak detector

2.5 工業(yè)產(chǎn)品方面

美國物理聲學(xué)公司(PAC)、英國Score Group 公司、德國華倫(Vallen)和日本富士公司等，在聲發(fā)射檢測技術(shù)、聲發(fā)射檢測裝置等方面做了大量工作，也取得了很多成果。例如美國PAC公司研制了檢測閥門內(nèi)漏的系列聲發(fā)射儀器，其中最新的VPAC II裝置是手持式數(shù)字AE泄漏檢測儀，具有確定閥門泄漏狀態(tài)、泄漏位置以及估算泄漏率等功能，如圖6所示；德國Vallen公司推出的AMSY-6型全數(shù)字式聲發(fā)射儀器，在數(shù)據(jù)傳輸、降噪、濾波、信號分辨率等方面進(jìn)行了大量改進(jìn)。英國Score Group 公司研制的MIDAS閥門泄漏診斷儀如圖7所示，該診斷儀通過檢測閥門泄漏的高頻流體噪聲來判斷閥門是否泄漏并對閥門的泄漏量進(jìn)行量化，可檢測0.1 L/min的閥門泄漏，同時當(dāng)管路系統(tǒng)壓差在5 bar以上時檢測效果更佳；此外，當(dāng)檢測表面溫度超過125 ℃，必須使用波導(dǎo)桿。

2.6 其他方面

在國內(nèi)，清華大學(xué)無損檢測中心、中國特種設(shè)備檢測研究所、北京聲華興業(yè)科技有限公司、北京科海恒生科技有限公司、長沙鵬翔電子科技有限公司等研究機(jī)構(gòu)和公司在聲發(fā)射檢測儀器的研發(fā)、聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)制定等方面做了大量工作，取得了重大突破，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。20世紀(jì)90年代中期，核工業(yè)總公司武漢核動力運行研究所從美國引進(jìn)36通道聲發(fā)射泄漏檢測儀器，專門用于我國核電站的泄漏檢測，目前已進(jìn)行了大量研究和應(yīng)用工作。同時，聲發(fā)射檢測成果在石油化工、壓力容器檢驗、起重機(jī)械等方面已得到很好的推廣應(yīng)用，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

圖7 MIDAS閥門泄漏診斷儀Fig. 7 MIDAS valve leak diagnostic instrument

3 問題及展望

前兩節(jié)主要分析了基于聲發(fā)射技術(shù)閥門內(nèi)漏檢測的方法機(jī)理，綜述了國內(nèi)外的相關(guān)研究進(jìn)展，可以看到雖然目前閥門內(nèi)漏的聲發(fā)射檢測已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，但是還存在一些問題，如：①閥門內(nèi)漏的檢測時與閥門承受的壓差關(guān)系很大，當(dāng)壓差較小時，內(nèi)漏不容易被檢測到，因此壓差較小情況下的閥門微小泄漏是目前聲發(fā)射檢測的難點；②聲發(fā)射檢測閥門內(nèi)漏的機(jī)理研究不深入，目前只是基于射流聲學(xué)理論，將泄漏產(chǎn)生的聲波信號近似為四極子或偶極子聲源，從而得到閥門泄漏率的近似估算公式，同時目前數(shù)值模擬一般對閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化處理，對閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)對聲發(fā)射信號影響的研究較少；③閥門泄漏信號的分析與特征提取方法是目前研究的難點和熱點，尤其是對于船舶等場合管路閥門的內(nèi)漏檢測，管系種類多(燃油、滑油、海水、淡水、蒸汽等)，運行工況復(fù)雜，并且處于強(qiáng)噪聲、強(qiáng)振動的惡劣環(huán)境下，干擾信號多，信號特征復(fù)雜。這就導(dǎo)致閥門內(nèi)漏的智能檢測相當(dāng)困難，往往需要依賴聲發(fā)射專業(yè)人員進(jìn)行判斷，這就給聲發(fā)射檢測技術(shù)的大范圍推廣應(yīng)用帶來了障礙。針對以上問題，筆者建議開展如下幾項工作：

一是綜合利用各種閥門泄漏檢測手段。閥門內(nèi)漏的檢測方法包括質(zhì)量平衡法、溫度檢測法、負(fù)壓波法和聲發(fā)射法等，不同的檢測方法適用場合和限制條件不同，因此在實際應(yīng)用中，尤其是在壓差較小的場合，應(yīng)先采用聲發(fā)射法對閥門內(nèi)漏進(jìn)行初檢，之后再利用其它方法進(jìn)行輔助驗證；或綜合利用多種手段或多傳感器融合技術(shù)對閥門內(nèi)漏進(jìn)行檢測，通過智能檢測和數(shù)據(jù)融合等技術(shù)，保證檢測的完整性和精確性。

二是聲發(fā)射檢測閥門內(nèi)漏的機(jī)理研究建立在大量數(shù)值模擬和實驗室實驗基礎(chǔ)上，因此應(yīng)對影響閥門內(nèi)漏的流場和聲場的因素進(jìn)行深入細(xì)致的研究。研究不同介質(zhì)壓力(蒸汽、水、壓縮氣體)管道中，不同種類閥門(截止閥、球閥、閘閥、蝶閥、針閥等)內(nèi)漏的聲發(fā)射場分布情況；研究不同因素(管道介質(zhì)、進(jìn)口壓力、泄漏率、閥的尺寸、閥的類型)對閥門泄漏聲發(fā)射場的影響，獲取聲發(fā)射信號與潛艇管路閥門泄漏量的關(guān)系及變化規(guī)律。同時閥門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是影響閥門內(nèi)漏噪聲的重要因素，因此下一步在數(shù)值模擬時應(yīng)借助并行仿真等技術(shù)對閥門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)建模和仿真分析，從而更加深入了解閥門內(nèi)漏的水動力學(xué)和聲學(xué)機(jī)理。

三是對閥門泄漏信號的分析與特征提取方法進(jìn)行深入研究，尤其是復(fù)雜背景噪聲下閥門微量內(nèi)漏。在開展大量實驗和實地測試基礎(chǔ)上，獲取泄漏閥門聲發(fā)射信號，利用高階譜、小波包等現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)，提取閥門聲發(fā)射信號特征，形成閥門內(nèi)漏聲發(fā)射信號的特征數(shù)據(jù)庫，同時結(jié)合數(shù)據(jù)融合、人工智能等技術(shù)，研制智能化、簡單易讀的管路閥門內(nèi)漏聲發(fā)射檢測儀或?qū)崟r監(jiān)測儀，從而減輕對專業(yè)檢測人員的依賴。這對于管路閥門泄漏監(jiān)測、閥門故障的預(yù)防性維修決策以及保障管路系統(tǒng)運行安全具有重要意義。